Autor: Priyanka Dasgupta, 4. septembar 2024.

IEC članak na engleskom jeziku možete pročitati ovdje.

U inovativnom projektu naučnici se okreću jednoj od najstarijih grupa živih organizama, gljivama, kako bi riješili problem rasipanja energije. Saznajte kako stručnjaci koriste sistem bioelektričnih senzora iz gljiva kako bi doprinijeli pametnom i održivom načinu života.

Senzori su svuda – od ekrana osjetljivih na dodir na mobilnim telefonima pa do svjetala koja reaguju na pokret u poslovnim zgradama, od senzora za parkiranje u automobilima do aplikacije pedometra koja prati da li ste prešli svojih 10.000 koraka dnevno.

Međutim, naučnici sada razvijaju revolucionarni sistem bioelektričnih senzora koji bi mogao potpuno promijeniti pravila igre – fungalne senzore. U poslјednjih nekoliko godina novi projekt FUNGAR (Fungal Architectures) cilja na korištenje sistema gljiva u pametnim zgradama za kontrolu automatizacije, s namjerom da se izgrade ekološki prihvatljivije zgrade.

Napredak automatizacije u pametnim zgradama

Projekt predviđa pametan dizajn za pametniji način života. Na komercijalne i stambene zgrade otpada oko 40% primarne potrošnje energije u mnogim zemljama. Ova energija se troši na osvjetljenje, grijanje, ventilaciju, klimatizaciju, kao i za napajаnje liftova, pokretnih stepenica, mašina i uređaja. U pametnim zgradama automatizacija može optimizovati korištenje uređaja, što vodi do značajnih ušteda u potrošnji energije.

Arhitekte, naučnici i inženjeri stoga stalno traže načine da proces automatizacije učine efikasnijim i održivijim. U okviru inovativnog projekta Univerziteta Zapadne Engleske (UWE Bristol), u saradnji s partnerima iz Danske, Italije i Holandije, žive gljive bit će integrisane u strukturu zgrade. Ideja je da se iskoriste prirodne sposobnosti gljiva za detekciju kako bi se kontrolisali različiti povezani uređaji.

Istraživači su ranije eksperimentisali s načinima kako se gljive povezuju u mreže i kako mogu prenositi električne signale. Određene vrste gljiva sposobne su za distribuirano senzorsko i informaciono procesuiranje, što ih čini potencijalnim kandidatima za primjenu u nekonvencionalnim uređajima za detekciju i računanje.

U projektu FUNGAR inteligentni dizajn koristi fungalnu mrežu kao neku vrstu funkcionalnog računara. Koristi sposobnost gljiva da detektuju promjene u svjetlosti, detektuju zagađivače ili promjene u temperaturi i šalju signale računarima na analizu. Na osnovu tih podataka, sistem može da reaguje podešavanjem svjetala, grijalica i drugih uređaja, što dovodi do značajnih ušteda u potrošnji energije i smanjenja troškova proizvodnje i održavanja.

Ekološki prihvatljiv pristup

Zanimljivo je da se u Evropi gljive već koriste kao građevinski materijal, mada obično u osušenom obliku za izradu cigli. Međutim, ovaj projekt je jedan od prvih koji koristi žive gljive u zgradama.

Jedna od najznačajnijih prednosti korištenja gljiva kao računarskog supstrata jeste njihova ekološka prihvatljivost. Kada prestanu da se upotrebljavaju, gljive se mogu zbrinuti na održiviji način, čineći samu zgradu lakšom za reciklažu na kraju njenog vijeka trajanja.

Profesor Endrju Adamacki, direktor Centra za nekonvencionalno računarstvo na Univerzitetu Zapadne Engleske u Bristolu, u nedavnom saopštenju za javnost objasnio je svoju viziju: „Ako uspijemo u ovom eksperimentu, cijela zgrada će moći da prepozna nivo osvjetljenja, hemikalije u okolini, prisustvo ljudi i reagovat će na dodir. Djelujući kao ogroman paralelni računar, zgrada će kontrolisati uređaje u zavisnosti od uslova okoline. Na primjer, ako se detektuju visoki nivoi zagađenja vazduha, moglo bi da se upali svjetlo za upozorenje ili bi se stanari mogli upozoriti na visoke ili niske temperature. To je naša vizija za alternativnu verziju pametnog doma.”

Potencijal za širenje

Međutim, građevinarstvo nije jedina oblast za „preuzimanje” fungalne tehnologije. Tehnologije za nosive elektronske uređaje u zdravstvenoj zaštiti i za praćenje okoline u pametnim gradovima mogle bi u velikoj mjeri imati koristi od održivih i složenih mogućnosti obrade ove tehnologije.

Međutim, glavni izazov leži u pouzdanom prilagođavanju ove tehnologije za različite primjene. Koji su temperaturni uslovi potrebni da bi živi sistem funkcionisao? Kako možemo povećati efikasnost sistema? To su neka od pitanja na koja istraživači nastavljaju da traže odgovore. S napretkom istraživanja, naučnici teže da dublje razumiju komunikaciju među gljivama kako bi stvorili pouzdane i efikasne sisteme.

Standardizovan pristup za uštedu energije

Automatizacija zgrada je ključni način da se uštedi energija u urbanim sredinama i da se upravlja snabdijevanjem i distribucijom energije. Na primjer, promjenom podešavanja temperature grijanja ili hlađenja za samo 2 °C može se uštediti do 10% energije. Dodatne uštede mogu se ostvariti unapređenjem elektrifikacije, ugradnjom sistema osvjetljenja s niskom potrošnjom i korištenjem efikasnih električnih motora i transformatora.

Dok istraživači pomjeraju granice inovacija, upotreba standardizovanih pristupa i međunarodnih preporuka za optimizaciju postojećih tehnologija može napraviti ogromnu razliku.

Nekoliko tehničkih komiteta Međunarodne elektrotehničke komisije (IEC) fokusira se na različite aspekte energetske efikasnosti i automatizacije zgrada. Tehnički komitet IEC TC 8 bavi se aspektima cjelokupnog sistema snabdijevanja električnom energijom, dok, između ostalog, IEC TC 23 obrađuje proizvode, sisteme i rješenja za energetsku efikasnost i optimalno korištenje električne energije u zgradama. IEC TC 47 razvija standarde za senzore i slične uređaje na koje se takve pametne zgrade oslanjaju. Pored toga, kao dio širokog spektra elektronike koje pokriva, IEC sistem za ocjenu kvaliteta (IECQ) omogućava ocjenu proizvođača senzora i pružalaca srodnih usluga kako bi se vidjelo da li su usklađeni s dogovorenim međunarodnim standardima.

Zajednički tehnički potkomitet IEC-a i ISO-a, ISO/IEC JTC 1/SC 25, pokriva automatizaciju zgrada, uključujući, na primjer, prikupljanje energije. Nedavno je formiran još jedan zajednički ISO/IEC sistemski komitet sa zadatkom da priprema standarde u oblasti biodigitalne konvergencije. Njegova uloga je, između ostalog, prikupljanje, evaluacija i klasifikacija postojećih standarda relevantnih u ovoj oblasti, kao i identifikovanje praznina gdje su potrebni novi standardi.

Razvoj istraživanja u oblasti fungalnih senzora predstavlja značajan iskorak u tehnologiji pametnih zgrada. To je korak ka održivijim, efikasnijim i reaktivnijim okruženjima. Kako istraživanje napreduje, inovacije poput fungalne automatizacije zahtijevat će izradu smjernica međunarodnih standarda zasnovanih na konsenzusu, poput onih koje nudi IEC, da bi se ponudila efikasna rješenja za energetsku efikasnost i smanjenje našeg uticaja na životnu sredinu.